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有杆抽油作为石油工业传统的采油方式之一,在采油工程中一直占主导地位,而抽油机是石油开采中重要的机械采油设备。随着油田开发的不断深入,采油成本逐年递增,抽油系统效率成为衡量一个油田开发水平的重要指标。因此,开展抽油机井系统效率影响因素研究,找出影响系统效率的敏感因素,对油田提高采油系统效率及节能降耗具有很重要的意义。有杆抽油系统的能耗是一个复杂而繁琐的课题,理论研究和实践结果表明,有杆抽油的系统能耗与系统效率有密切联系,一般来说系统效率越高,吨液所需能量损耗越小;系统效率越低,吨液所需能量损耗越大;有杆抽油系统效率的高低基本上反映了有杆抽油技术能耗的总体水平。在实际生产中影响抽油机系统效率的因素较多,主要包括地层因素、设备条件、管理水平等各种因素的影响。有杆抽油系统将地面的电能经过相关的传递设备转换成机械能,从而将液体从油井举升至地面。在整个系统中每个子系统都有能量损失,经过几个环节的能量传递,能量消耗逐渐增大,系统效率逐渐降低。资料表明,我国抽油机井的平均系统效率在21%左右,甚至有的低到只有2.3%,远低于全国平均水平。而美国加利福尼亚油田机采井平均系统效率为28.7%,目前我国有杆抽油系统效率基本上是美国上个世纪八十年代的水平,与国外先进水平相比还有一定差距,尚具有很大的节能潜力。本文根据对塔河油田抽油机井系统效率的测试和分析,开展提高系统效率的技术研究,主要探讨了影响抽油系统效率的主要因素,既包括抽油机型号、抽油机平衡度、电机等地面设备的因素,又包括抽汲参数、抽油泵型号、泵挂深度等井下方面的因素。以提高抽油系统效率和产量为目标进行了参数优选方法的研究,得到的主要成果有:1、根据塔河油田的特点,分别建立了掺稀和非掺稀抽油机井系统效率的计算模型。系统效率可以表示成地面效率与井下效率的乘积,要想提高系统效率就应提高地面效率和井下效率。2、以塔河油田为研究对象,分别研究了掺稀和非掺稀抽油井系统效率的影响因素。主要从抽油机型号、电机类型、不平衡度及负扭矩、油套压泵挂深度、沉没度、原油粘度、气体、日产液量和抽汲参数等方面研究各因素与系统效率的关系。分析表明,各因素均不同程度地影响着抽油机井的系统效率,沉没度合理、泵效高、日产液量高、冲程大和冲次小的井系统效率则高;抽油机型号选择合适、电机负载率高及抽油机平衡良好的井系统效率高。3、结合塔河油田掺稀和非掺稀抽油机井系统效率的影响因素及针对该油田的特点,对各因素进行敏感性程度研究,通过敏感程度权重分析,影响非掺稀抽油机井系统效率的主要因素为油压、套压、抽油机平衡度、沉没度及泵径;影响掺稀抽油机井系统效率的主要因素为沉没度、冲次、电机功率利用率及掺稀比,为提高塔河油田的系统效率提供了参考依据。4、针对塔河油田抽油机井系统效率的测试计算情况,分别建立了按国内平均系统效率划分的抽油机井系统效率评价框图和按塔河平均系统效率划分的系统效率评价框图,并针对各厂各区块的抽油机井进行了两种平均方式下的评价。5、结合塔河油田的生产特点,对抽油机井进行了优化设计。改变泵径、沉没度或下泵深度都将改变悬点载荷,每一参数的变化都应进行校核和再计算,只有沉没度、抽油杆强度利用率都达到合理值时,所选的泵径、下泵深度、冲程、冲次才是合理的抽油参数。6、分别从地面和井下两方面分析了提高抽油机井系统效率的措施。要想提高地面效率,则应配置合适的抽油机和电机,使抽油机载荷利用率及功率利用率保持在较高的水平,同时并保持抽油机的平衡良好;要提高井下系统效率则应确定合适的下泵深度和沉没度,以及选择合适的抽汲参数。提高系统效率是一个系统工程,只有实现最优化的配置,才能最大限度地提高系统效率。